泵与泵站课程实验报告课程设计

泵与泵站课程实验报告课程设计 精品文档，仅供参考泵与泵站课程实验报告课程设计 实验报告 课程名称：泵与泵站课程实验报告 院 系： 专业班级：学生姓名： 学 号： 指导教师： 2012 年 12 月 04 日 城市建设 （院、系） 给水排水工程 专业 2 班 组 泵与泵站 课 学号 10 姓名 实验日期 2012/12/1 教师评定 1.工程设计概况 本工程为生活污水处理厂污水提升泵站，最高日最高时污水量为 s m s L h m K Q Qz h/ 361 .0 / 11 .361 / 13003 3max= = = = 。 日处理污水量 Q h =30000m 3 /d 最高日平均时污水流量 Q h =Q d /24=1250m 3 /h 04 .112501300max= = =hzQQK 来水管 DN700，管内底标高-4.5m，设计水位标高-4.16m，沉砂池最高水位 4.5m。 2.工艺设计 2.1 污水泵站的基本组成 污水泵站的基本组成包括：机器间、集水池、格栅、辅助间，有时还附设变电所 2.2 设计计算 2.2.1 格栅设计 本设计采用中格栅，栅条间隙宽度 20mm，过栅流速 0.8-1.0m/s，格栅倾斜角一般在 45-75；格栅断面形式采用矩形，尺寸 =20mm，过栅水头损失 0.08-0.15m。设计流量 0.361m 3 /s。（给排水设计手册五P280） 2.2.1.1 栅前水深计算 计算过程只求了解可略,本设计取水深 h=0.4m 2.2.1.2 格栅的间隙数 NbhvQna sinmax= 式中 n 格栅栅条间隙数，个； maxQ 最大设计流量， s m 3 ； a 格栅倾角，度； N 设计的格栅组数，组； b 格栅栅条间隙数， m 。，中格栅 e=1040mm 设计中取o60 = a b=20mm=0.02m = n个 44 4 .439 .0 4 .0 02 .060 sin 361 .00 = 城市建设 （院、系） 给水排水工程 专业 2 班 组 泵与泵站 课 学号 10 姓名 实验日期 2012/12/1 教师评定 2.2.1.3 格栅栅槽宽度 ( ) bn n S B + - = 1 式中 B 格栅栅槽宽度， m ； S 每根格栅条宽度， m 。 设计中取 S =0.01m,B=0.01（44-1）+0.0244=1.31m 2.2.1.4 进水渠道渐宽部分的长度计算 111t a n 2 aB Bl-= 式中 1l进水渠道渐宽部分长度，m； 1a 渐宽处角度，度； 设计中取 1a= 20， m 9 .0 B 1 = 此时进水渠道内流速 s mhBQv / 0 .19 .0 4 .0361 .01max= = m 56 .03639 .0 29 .0 - 31 .120 tan 29 .0 - 31 .1l01= = 2.2.1.5 进水渠道渐窄部分的长度计算 mll 28 .0256 .0212= = = 2.2.1.6 通过格栅的水头损失 a x sin220gvh = 34) (bSb x = 城市建设 （院、系） 给水排水工程 专业 2 班 组 泵与泵站 课 学号 10 姓名 实验日期 2012/12/1 教师评定 0 1kh h = a b s i n2) (2341gvbSk h = 式中 1h 水头损失， m ； b格栅条的阻力系数，查表知 b =2.42； k格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取 k =3。 则 mgh 103 .0 60 sin29 .0)02 .001 .0( 42 .2 302341= = 2.2.1.7 栅后槽总高度 设栅前渠道超高m h 3 .02=，栅前槽高 m h h H 7 .0 3 .0 4 .02 1= + = + = 则 栅后槽总高度： m h h h H 803 .0 3 .0 103 .0 4 .02 1= + + = + + = 2.2.1.8 栅槽总长度 mHl l L8 .246 .0 0 .1 5 .0 28 .0 56 .060 tan803 .00 .1 5 .0 28 .0 56 .0tan0 .1 5 .02 1=+ + + + =+ + + + =+ + + + =a 2.2.1.9 每日栅渣量 1 0 0 0 1 0 0 08 6 4 0 01 1 m a xW QKW QWZ= 式中 W 每日栅渣量， d m 3 ； 1W每日每 10003m污水的栅渣量，3 3 310 m m 污水。 城市建设 （院、系） 给水排水工程 专业 2 班 组 泵与泵站 课 学号 10 姓名 实验日期 2012/12/1 教师评定 设计中取 1W =0.073 3 310 m m 污水 d m W / 48 .11000 5 .186400 07 .0 361 .03= = 0.2 m 3 /d 应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。 2.2.2 集水池 选择集水池与机器间合建式的方形泵站，考虑 3 台潜污泵(2 用 1 备)，每台水泵的容量为： 考虑采用三台潜污泵（二用一备） 则每台流量： min / 83 .10 / 1805 .02361 .03 3m s m Q = = = 集水池有效容积，采用相当于一台泵 6min 的容量（给排水设计手册五P192）： W1=10.836=64.98m 3 取 65m 3 有效水深 2m，则集水池面积为 F=65/2=32.5m 2 ；取 33m 3 最低水位至池底有 1m 吸水安全水位，则集水池总需容积：W=333=99m 3 2.2.3 水泵的选择 2.2.3.1 泵站设计流量的确定 排水泵站的设计流量按最高日最高时污水量决定。一般小型排水泵站（最高日污水量在 5000m 3 以下），设 12 套机组；大型排水泵站（最高日污水量超过 15000 m 3 ）设34 套机组。 2.2.3.2 泵站的扬程 ss sd s dH H H h h h = + + + + 安全 H 泵站扬程（m） ssH吸水地形高度（m）,为集水池经常水位与水泵轴线标高之差；其中经常水位是集水池运行中经常保持的水位，一般可以采用平均水位 sdH压水地形高度（m），为水泵轴线与经常提升水位之间的高差；其中经常提升水位一般用出水正常高水位 城市建设 （院、系） 给水排水工程 专业 2 班 组 泵与泵站 课 学号 10 姓名 实验日期 2012/12/1 教师评定 h管道总水头损失（m），初步估计，最大流量时为 2m，最小流量时为 0.1m sh过栅水头损失（m），由上面计算得 0.127m h 安全安全水头,一般取 12m，本设计取 2m 进水管的设计水位为-4.16m，则 集水池的最高水位为： （-4.16）-0.05-0.1030.05=-4.363m（0.05 为过槽钢水头损失，0.103 为过栅损失） 集水池的最低水位为 （-4.363）-2=-6.363m（集水池的有效水深为 2m） ） m 5 .4 （沉砂池最高水位为 863 .10 ) 363 .6 ( 5 .4 静扬程 m H ST = - - = 流量最大时： m h H HST863 .14 2 2 863 .10 = + + = + = 222222101300= = =babab baQQSQSQhhhh h =h a =2,求得 h b =0.0001183，这里约取 h b =0.1m 流量最小时： m h H HST963 .12 2 1 .0 863 .10 = + + = + = 2.2.3.3 选泵方案比较 如下图根据以上计算结果作出 a（1300m 3 /h，14.863m），在流量最小处的扬程 12.963m作出 b 点，连结 ab，作出 ab 线，选泵。结果列于表中。 城市建设 （院、系） 给水排水工程 专业 2 班 组 泵与泵站 课 学号 10 姓名 实验日期 2012/12/1 教师评定 方案编号 用水变化范围 运行泵及其台数 泵 扬 程（m） 所需扬程（m） 扬程利用率（%） 泵 效 率（%） 第一方案选用两台300QW800-15-55 640850 一台300QW800-15-55 14.716.9 14.863 88100 82.78 12801700 两台300QW800-15-55 15.216.9 14.863 88100 82.78 第二方案选用两台250QW600-15-45 410640 一台 250QW600-15-45 14.217.4 14.863 85100 82.6 8201280 两台 250QW600-15-45 14.217.4 14.863 85100 82.6 城市建设 （院、系） 给水排水工程 专业 2 班 组 泵与泵站 课 学号 10 姓名 实验日期 2012/12/1 教师评定 经比较，第一方案的能量利用略好于第二方案，能量浪费少，效率高，所以选择第一方案。 3.3.4 水泵机组的各项参数 表 2 QW800-15-55 型潜污泵性能参数表 型 号 出 口 直径(mm) 流 量（m 3 /h） 扬 程（m） 转 速（r/min） 功 率（kw） 效 率 （%） 重 量(kg) 300QW800-15-55 300 800 15 980 55 82.78 1350 表 3 电动机性能参数表 电机型号 功率（KW） 转速 r/min 电压（V） Y250M-2 55 1480 537 3.4 机组基础尺寸的确定 3.4.1 基础尺寸 表 4 QW 型泵外形及安裝尺寸 城市建设 （院、系） 给水排水工程 专业 2 班 组 泵与泵站 课 学号 10 姓名 实验日期 2012/12/1 教师评定 e g H lmin 300QW800-15-55 770 780 500 基础长度 L=地脚螺栓孔间距+（400500）mm =g+400=780+400mm=1180mm 基础宽度 B=地脚螺栓孔间距+（400500）mm =e+400=770+400=1170mm 基础高度 H=3.0w/LBr =3.0 1350 (1.18 1.17 2400)=1.22m 式中： W-机组总重量 r-混泥土容重 2400kg/ m 3 3.4.2 基础校核： a、基础重量=1.18 1.17 1.22 2400=4042.40kg 机组重量=1350kg 满足基础重量=机组重量3，符合要求 b、基础高度1220mm50cm ,符合要求 顶面高出室内地坪取 30cm1020cm 3.4.3 水泵机组布置 本设计污潜污泵为两用一备。泵房平面布置要求进出水管顺直，水力条件好,节省电耗，更为紧凑，节省建筑面积。为了能使水泵能够自灌式进水，本设计采用地下湿式泵房，水泵间与集水池合建，已定集水池所需面积为 33m 2 ，根据机组布置要求，现平面布置尺寸如下：= B L6.65（给排水快速设计手册二P26、28）。详见下图： 尺 寸 编 号 型 号 仲 仲 城市建设 （院、系） 给水排水工程 专业 2 班 组 泵与泵站 课 学号 10 姓 实验日期 2012/12/1 教师评定 3.5 机组与管道的布置特点 3.5.1 机组布置的特点 污水泵机组的开、停比较频繁，污水泵常常采取自灌式工作。这里没有吸水管 3.5.2 水泵及管道特性曲线 3.5.2.1 单泵水泵特性曲线 设泵特性曲线方程为2Q S H Hx x- = 由泵 300QW800-15-55 的特性曲线上取A(800,14.5),B(700,16.5) 代入方程可知 0000133 .0700 8005 .14 5 .162 2 21222 1=-=-=Q QH HS x 则将 A(800,14.5)，代入20000133 .0 Q H Hx- = ，得 0 .23 = H 所以单水泵特性曲线方程: 20000133 .0 0 .23 Q H - = 表 5 单水泵特性曲线计算 Q(m3 /h) 0 200 400 600 800 1000 H(m) 23.00 22.47 20.87 18.21 14.49 9.70 城市建设 （院、系） 给水排水工程 专业 2 班 组 泵与泵站 课 学号 10 姓名 实验日期 2012/12/1 教师评定 3.5.2.2 并联水泵特性曲线 由单泵特性曲线通过横加法原理可知，并联水泵特线计算 表 6 并联水泵特性曲线计算 Q(m 3 /h) 0 400 800 1200 1600 2000 H(m) 23.00 22.47 20.87 18.21 14.49 9.70 3.5.3 管道的特点 潜水泵只有压水管，不用设计吸水管 由水泵特性曲线图可以读出单泵工作，水泵并联工作的工况点分别为（800,15）；（700,16.4） a 单泵压水管，设计流速假设为 1.5m/s，由公式可知 流量为 s m h m Q / 23 .0 / 8303 3单= = 管径为： mmvQD 4415 .13 2 .0 4 4单= =p p，取 mm 400 城市建设 （院、系） 给水排水工程 专业 2 班 组 泵与泵站 课 学号 10 姓名 实验日期 2012/12/1 教师评定 其实际流速为： 1.83m/s0.4023 .0 4 42 2并= =p pDQv ，满足 1.5m/s2.0m/s b 当两台水泵水量合用一条压水管，即压水总管， 而仅有一台水泵工作时，设计流速为 1.0m/s， 管径为： mmvQD 5410 .1.23 0 4 4单= =p p取 mm 0 50 实际流速为： 0.7m/s 1.17m/s0.50.23 4 42 2总单 = =ppDQv 满足要求 3.6 计算水泵水头损失 提升水位： H sT =10.863m 以最不利点 A 为起点，沿 A、B、C、D、E 线顺序计算水头损失。 城市建设 （院、系） 给水排水工程 专业 2 班 组 泵与泵站 课 学号 10 姓名 实验日期 2012/12/1 教师评定 A-B 段：每根压水管 Q=800m3 /h，管径 DN400,v=1.83m/s,= i 1000 20.5。 喇叭口 15 .0 = x ， DN300 900 弯头 1 个= x 0.49， dn300 DN400 渐扩管 1 个17 .0 = x， DN400 直管长度为喇叭口标高-泵轴线标高+水平段+伸缩节+止回阀+阀门+两泵之间的长度=8m， DN400 900 弯头 1 个=0.59。 球形伸缩节21 .0 = x DN400 止回阀 1 个 8 .1 = x ，DN400 阀门 1 个 06 .0 = x ， 则 A-B 段头损失： 10005 .2086 .1983 .1) 59 .0 06 .0 8 .1 21 .0 59 .0 17 .0 49 .0 15 .0 (2 + + + + + + + + =0.69+0.123=0.817m B-C 段：dn400 DN500 渐扩管 1 个 21 .0 = x ， dn400 DN500 丁字管 2 个 5 .1 = x 。 选用管径 DN500 长 2.4m, Q=1600m3 /h，s m v / 34 .2 = , = i 1000 15.6。 则 B-C 段水头损失： m 88 .0 04 .0 84 .010006 .154 .26 .1934 .22 5 .12= + = + C-D 段：DN500 长=过墙孔段长度+立管高度+道路宽度=9m， = i 1000 15.6 DN500090 弯头 2 个 64 .0 = x 。则 C-D 段水头损：m 45 .0 36 .0 09 .06 .1934 .22 64 .010006 .1592= + = + 城市建设 （院、系） 给水排水工程 专业 2 班 组 泵与泵站 课 学号 10 实验日期 2012/12/1 教师评定 D-E 段：外管道总水头损失（即从泵站到细格栅进水口）为 0.1m。 则 A-E 管路水头损失： = h 0.817+0.88+0.45+0.1=2.25m，与估算的 2m 相近 3.7 求工况点 比阻 S=h/Q 并2 =2.25/1600 2 =0.00000088 根据公式 H=10.863+0.00000088Q 2 ，列流量与水头损失计算表，再描点作图： 最高水位管道特性曲线计算 Q(m3/h) 0 400 800 1200 1600 2000 2400 H(m) 10.863 11.0038 11.4262 12.130 13.116 14.383 15.932 最低水位管道特性曲线计算 Q(m3/h) 0 400 800 1200 1600 2000 2400 H(m) 8.863 9.0038 9.4262 10.130 11.116 12.383 13.932 由图可得，管道特性曲线与单泵曲线和并联曲线的高效段相交，即水泵工况点落在高效段内，运行经济合理，符合使用要求